元朝推翻南宋后，隋唐运河的旧路仍用于运输粮食。路线大致为：从长江到淮河，到中滦旱站（今河南封丘西南），陆路运输180英里至祁门（今河南省疏浚县西南），再到御河（今卫河），水运至大部分。由于运河河流拥堵较多，水陆运输不便，而海上运输往往风信失，倾覆较多。因此，元朝政府开始组织大运河的大规模治理和修缮。
济州河至元十三年(1276年)开始修凿。通州运河疏通至元十七年(1280年)。从18年到20年，奥鲁赤主持了汶水、泗水的开通，从济州(今山东济宁)西北到须城安山(今山东东平西南)长150多里的济州河。曹路从淮河到泗水(今中运河)，经济州河北省抵安山，出大清河(今黄河下游)，再经东阿、利津入海，再从海运到直沽(今天的天津大沽口)。后来由于海口淤沙堵塞，运道不畅，东阿陆运至临清(今山东临清南)进入御河，水运至大都市。到目前为止，元代南北航运除东阿和临清之间的100或200英里陆路外，已大致沟通。
到元二十六年(1289年)，大元朝廷采纳寿张县尹韩仲晖等人的建议，开会疏通运输道路。惠通河自须城安山西南起，分为梁山泊水源北流。从寿张(今山东凉山西北)西北和东昌(今聊城)到临清进入御河，全长250多英里。这个项目持续了6个月，中间建了30个水闸，可以随时调整流量。到目前为止，南北航运已经全面沟通。
元廷至元二十八年(1291年)，按郭守敬设计的方案开凿了通惠河。通惠河导昌平县白浮村神山泉，通双塔榆河，引一亩玉泉入城，汇入积水池，东折南折，从文明门(今崇文门)到通州高丽庄入白河。后长164里，中间有21个水闸，一般每十里有一个闸门。这个项目持续了一年。河成后，水船可以一直驶入大都市，从此减少了都民陆路的劳动，公私便之；同时也有利于大多数园林的建设。
从通州南到白河北运河北段，连接惠河和大沽河是南北通航的主要道路。但由于鹿河(白水、榆水、浑水合流)水源不足，河流浅涩，交通不便。到元三十年(1294年)，元世祖忽必烈采纳了水运使司的建议，并将小渠水引入榆水，以增加流量，方便行舟。元末，元廷还疏通了相当于老汉沟的扬州运河。灭宋后扬州运河逐渐堵塞，虽连年疏通，但收效不明显。方疏浚畅通至延伸四年(1317年)。至治年间(1321-1323)，对属江南运河的镇江支流进行疏凿。疏凿河段从镇江到常州武进县吕城坝(今江苏丹阳东南)，长131英里。疏凿后，河面扩大到5丈(约17米)、底阔3丈(近10米)、深6尺(2米以上)。与此同时，还开挖了镇江运河的重要水源——练湖(今江苏丹阳北)。
京杭大运河全长3000多英里，从北到杭州，与海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五个流域进行了沟通。元代大运河不仅为当时的统治集团提供了便利，而且促进了南北经济文化的交流，也为明清运河的畅通和现代大运河的水运条件奠定了基础，为北京大都市地位的逐步确立增加了重要的前提
元朝三千里大运河是如何形成的？